NASA罗曼太空千里镜筹划再发明10万颗系外行星

科研团队指出，以前的大年夜部分系外行星发明都集中在距离地球几千光年内、银河系“本地邻域”的恒星邻近，而“罗曼”将把眼光投向更远处，重点不雅测银河系中心致密的“核球区”，并一向延长至银河盘远侧的外缘区域。 负责罗曼义务系外行星凌星不雅测预备工作的NASA戈达德太空飞翔中间研究员Elisa Quintana表示，“银河系内部存在多样化的情况，但真正被体系摸索过的只有我们地点的这一小片区域”，“罗曼”将初次在跨越多个“银河生态位”的标准上，体系比较不合情况中的行星形成与分布差别。

根据义务筹划，“罗曼”将经由过程持续监测数以百万计恒星的亮度变更来寻找行星线索。 个中，一部分不雅测基于“凌星法”——当行星从母星前方擦过时，会导致恒星亮度出现极微弱的短暂降低；另一部分则依附“引力微透镜”效应——前景恒星及其行星的引力会短时光放大年夜更远处背景恒星的光线，使其看上去变亮。 两种办法对不合类型行星的敏感度各不雷同，将形成互补：凌星法尤其善于发明体积大年夜、温度高、周期短的近轨道行星，而微透镜技巧则更合适寻找轨道更远、构造更接近太阳系类行星体系的目标，并可探测小至类地行星甚至更小的天体。

义务团队估计，仅靠凌星法，“罗曼”就有望发明约10万颗行星；而微透镜不雅测则有望额外找到逾千颗新世界，包含位于恒星宜居带内或更远区域的行星。 这些远离母星、气温更低的世界，经由过程其他办法几乎难以探测，是以今朝仍是太阳系之外最“空白”的行星类型之一。 经由过程同步开展凌星与微透镜两大年夜巡天，“罗曼”有望在银河标准上勾画行星形成和演变的整体图景，个中也包含可能与太阳系来源情况类似的区域。

科学界广泛认为，银河系不合区域的化学情况差别可能对行星形成产生深远影响。 研究显示，位于银河外盘的恒星平日含有较少的重元素，而银河中间核球区的恒星往往更古老，且富含硅、氧、镁等“造星造星体”元素。 天文学家将氢和氦以外的元素统称为“重元素”，这些元素在恒星内部逐代合成并经由过程超新星爆炸等过程释放到星际空间，慢慢丰富后续形成的恒星与行星体系。 有研究已经证实：重元素含量越高的恒星，其四周出现行星的概率越大年夜，尤其是巨行星更为常见。 是以，“罗曼”若能在银河不合区域体系比对恒星化学成分与行星丰度之间的关系，将有助于答复一个关键问题——类似太阳系的行星体系在银河中毕竟是广泛存在，照样相对罕有。

从银河构造看，太阳今朝位于距离银河中间约2.7万光年的地位，处于一条旋臂外侧中部。 科学家推想，太阳系出生时可能比如今更接近银河中间，约近1万光年，随后在漫长的演变过程中慢慢向外迁徙至今天的轨道地位。 这一迁徙轨迹的重要证据之一就来自太阳的化学构成：它所出现的重元素丰度更接近内盘恒星，而非更为穷困的外盘恒星。 “罗曼”经由过程不雅测更大年夜样本的恒星及行星体系，将为类似的“轨道迁徙”假说供给更多统计根据。

除发明行星外，“罗曼”还有望在行星大年夜气和“外星气象”研究方面供给前所未有的广域数据。 研究人员估计，该千里镜不会像詹姆斯·韦布太空千里镜那样对单个行星的大年夜气进行深刻光谱解析，而是经由过程对数以千计凌星行星的红外辐射和亮度变更进行统计，描述一个横跨多种行星类型的“大年夜气与气候数据库”。 其红外不雅测才能对“热木星”尤为敏感——这类行星体积与木星邻近，直径约为地球的11倍，但轨道极近、周期仅几天，外面温度极高，因而会在红外波段发出明显辐射。 当热木星掩星或从恒星背后穿过时，体系总亮度将出现一次主凌和一次更小的“次凌”光变，经由过程分析次凌深度以及行星在轨道上不合地位的亮度变更，科学家可以反推出行星日夜两侧温差、最热区域相对行星中间线的偏移等信息，从而揣摸其大年夜气环流与热量输运特点。

在数据处理方面，“罗曼”团队已提前着手模仿不雅测和算法练习。 研究人员正在构建合成数据、植入模仿行星旌旗灯号，并应用机械进修等办法练习主动筛选法度榜样，以甄别凌星与微透镜事宜中的真实旌旗灯号与伪阳性成果。 这些前期预备旨在确保千里镜一旦投入科学运行，在海量数据涌入之初就能敏捷开展靠得住的行星搜刮和统计分析。 值得留意的是，“罗曼”采集的全部数据将向全球公开，专业天文学家和"大众,"天文爱好者都可以介入新行星的发明与研究。

NASA科学家广泛预期，“罗曼”在系外行星范畴的影响力将可比肩甚至超出十多年前的“开普勒”太空千里镜。 昔时，“开普勒”经由过程对约10万颗恒星的长时光、高精度监测，初次以统计学方法证清楚明了“行星比恒星更常见”，彻底改变了人类对银河系行星总体分布的熟悉。 而“罗曼”的银河核球时域巡天筹划将不雅测约一亿颗恒星，覆盖大年夜量此前几乎未被体系搜刮过的区域，有望形成一个基本性的大年夜样本数据集，为将来数十年的系外行星与银河演变研究奠定基准。 正如介入义务预备的NASA戈达德天文学家Jorge Martínez-Palomera所言，这一巡天将“再次重塑我们对其他世界以及人类在宇宙中地位的懂得”。